Kahmaloittain fotoneja

(27.2.2017) Varsovan yliopiston fyysikot ovat keksineet ja valmistaneet holografisen atomimuistin, joka pystyy tuottamaan kymmeniä yksittäisiä fotoneja yhtenä ryhmänä.

Laite ylittää yhden keskeisimmistä esteistä rakentaa tietyntyyppinen kvanttitietokone.

Yksi kvanttitietotekniikan keskeinen komponentti on yksittäisien fotonien lähde mutta monimutkaisiin kvanttilaskennan toimiin tarvittaisiin kokonainen ryhmä fotoneja.

Fotonien ryhmä voidaan tuottaa käyttämällä riittävän suurta määrä yksittäisien fotonien lähteitä mutta valitettavasti sellainenkin tuottaa niitä melko hitaasti ja sattumanvaraisesti.

Vuonna 2013 ryhmä Oxfordin ja Lontoo yliopistojen fyysikoita ehdotti tehokkaampaa tapaa tuottaa fotoniryhmiä. Kuhunkin lähteeseen sijoitettiin kvanttimuisti, jotka sitten vapauttivat tallennetut fotonit samaan aikaan. Ajallisesti homma nopeutui kymmenkertaisesti!

Varsovan yliopiston fyysikoiden kehittämä laite edustaa ensimmäistä tämän käsitteen toteuttamista. Lisäksi se on paljon integroidumpi: tässä, kaikki fotonit luodaan välittömästi kvanttimuistin sisällä ja ulkoisia yksittäisien fotonien lähteitä ei enää tarvita ja tarvittava määrä kvanttimuistejakin on kutistunut vain yhteen.

Tutkijoiden koko koejärjestely ottaa pöytätilaa noin kaksi neliömetriä mutta tärkeimmät tapahtumat syntyvät kämmenelle mahtuvassa lasisylinterissä. Kammion sisätila täytetään rubidium atomiparien kaasuhöyryllä.

Hanke on tilallisesti monimuotomuisti: yksittäisiä fotoneja voidaan sijoittaa, tallentaa, käsitellä ja lukea eri alueilla sylinterin sisällä lasereiden avulla.

Kokeissaan tutkijaryhmä generoi laitteestaan jopa 60 fotonin ryhmiä. Heidän laskelmien mukaan suurempitehoisia lasereilla voisi lisätä määrää jopa useisiin tuhansiin.

Tallennusaika voi olla kymmeniä mikrosekunteja. Yksinkertaisimmillaan fotonitoimintoja voi suorittaa nanosekunneissa.

Uudessa kvanttimuistissa voi periaatteessa suorittaa useita satoja toimintoja kullakin fotonilla, mikä riittää kvanttiviestintään ja informaation käsittelyyn, toteavat tutkija yliopistonsa tiedotteessa.

Kirja antureista ja nanotekniikasta

Reaalimaailmaa tunnustellen – Nanoteknologia ja anturit -kirjan teemana ovat nanoteknologian mahdollistamat anturitekniikat, jotka lupailevat tulevaisuudessa yhä tarkempia mittauksia ympäristöstämme ja kehostamme

Tulevaisuudessa saamme ehkä käyttöön jopa Star Trek -elokuvasta tutun Tricorder-mittauslaitteen.

Kirjassa käsitellään myös tuotantoelämän tarpeita sillä yhä vähemmällä tehonkäytöllä toimivat anturit ovat omiaan vahvasti vauhdittuvalle Internet of Things –sovelluksille.

Tutustu kirja sisällysluetteloon.

Kirjanen (68 sivua) ja sen e-kirja-versio on hankittavissa kustantajan Books on Demand kirjakauppaosiosta, erilaisista nettikirjakaupoista tai poikkeuksellisen hyvin varustetuista kirjakaupoista.


Aiemmat uutiset

Langatonta tehonsiirtoa huonetilassa (26.02.2017)
Disney Research Pittsburghin tutkijat ovat rakentaneet aiemmin kokeilemattoman langattoman tehonsiirron koejärjestelmän. Aikoinaan Nikola Teslalla oli huimia suunnitelmia..

Perovskiitti sen kun porskuttaa (24.02.2017)
Toronto Engineeringin innovaatio on tuottanut uusia tapoja valmistaa ja kehittää perovskiittisia aurinkokennoja. Näiden edullisesti tuotettavien kennojen valmistuksen..

Uusia akkutekniikoita paikalliskäyttöön (23.02.2017)
Oregon State Universityn tiedemiehet ovat kehittämässä lupaavaa ja kestävää akkua suuritehoiseen paikalliseen energian varastointiin. Kyseessä on maailman ensimmäinen..